MIPS汇编程序设计

微机原理实验报告MIPS汇编程序设计

院系：电子信息与通信学院

班级：电信卓越1201班

姓名：钟远维

学号：U201213500

一．实验目的

1. 掌握QTSPIM的调试技术

2. 了解MIPS汇编语言与机器语言之间的对应关系

3. 掌握MIPS汇编程序设计

4. 了解C语言语句与汇编指令之间的关系

5. 熟悉常见的MIPS汇编指令

6. 掌握程序的内存映像

二．实验任务

用汇编程序实现以下伪代码：要求采用移位指令实现乘除法运算。

int main()

{ int K, Y ;

int Z[50] ;

Y = 56;

for(k=0;k<50;k++)

Z[K] = Y - 16 * ( K / 4 + 210) ;

}

三．汇编源程序设计

1.算法设计

.data

#定义用户数据段

Z：.space 200

.text

#定义用户程序段

main:

#给K，Y分配寄存器并赋初值

#给数组Z[K]分配寄存器

#计算Y - 16 * ( K / 4 + 210) 并将结果存入一个寄存器

#将上述寄存器中的结果写入Z[K]

done:

li $v0,10

syscall

2.源程序代码

.data #定义用户数据段

z: .space 200

.text

main:

la $s0,z #$s0=addrz

li $t0,0 #$s1=k=0

li $t1,56 #$s2=y=56

loop:

slti $t2,$t0,50 #判断k是否于50

beq $t2,$0,done #当k大于等于50,跳转

srl $t3,$t0,2 #k/4

addi $t3,$t3,210 #k/4+210

sll $t3,$t3,4 #16*(k/4+210)

sub $t3,$t1,$t3 #y-16*(k/4+210)

sw $t3,0($s0) #写进z[k]

addi $s0,$s0,4 #地址移一位

addi $t0,$t0,1 #k加1

j loop #循环

done:

li $v0 10

syscall

四．源代码调试过程

1.装载程序。

点击file，选择Reinitialize and Load File，把写好的文件导入QtSpim。

2.点击“运行”，如图：

3.得到实验结果如下：

数据段映像：

仿真器在真正的用户代码段内增加了部分代码以实现程序运行控制，该仿真器中所有用户代码都必须存储在地址为0x00400000~0x00440000的范围之内。用户代码段将每一行代码的地址，及其对应的机器码都显示给用户，为方便查看，还给出了反汇编得到的汇编指令，而且在注释中显示了用户编写的源代码。通过地址部分信息，我们知道每一行代码的地址都是前一行代码地址+4，即PC+4，机器指令，例如

[00400044] 012b5822 sub $11, $9, $11 ; 14: sub $t3,$t1,$t3

其中的机器码012b5822=000000 01001 01011 01011 00000 100010B。第一段六位和第六段六位分别为000000B和100010B表示该指令的功能为sub 指令，第二段5位为01001B表示第一个源操作数寄存器的编号（$t1的编号为9），第三段5位为01011B表示第二个源操作数寄存器的编号（$t3的编号为11），第四段5位为01011B表示目的操作数的寄存器编号（$t3的编号为11），反汇编得到的汇编指令也很明显地指出了这些数据代表的意义；第五段在这条指令中没有意义。

其他行数据所表达的意义以此类推同样可以得到。

Z[k]数据内存映像：

整理成表格形式如下：

可以看到Z[K]的首地址为10010000，且每个内存中的四个数值都是一样的，且随着地址规律地增加，数值在规律地递减。

五．实验总结

通过本次MIPS汇编程序设计的实验，我再次巩固了理论课所学习的程序代码的编写及书写规范，并将其付诸于实践。

同时，我也基本掌握了Qtspim软件的应用和程序的调试工作，并更深刻地理解了汇编语言中机器指令的执行方法，对以后的学习定会有莫大的帮助。

代码的编写过程，关键是先整理编写的思路，然后根据课本上的代码指令编写程序。编译过程中，当然会遇到一些困难，但是通过思考和与老师同学的交流，都轻松解决了。

总的来说，本次实验做得还比较轻松，原理方面容易掌握，操作方面也容易实验。望以后的实验也一样顺利。